Optical cooperativity in relation to fringe projection systems

Structured light projection is a very flexible triangulation method that enables the fast measurement of parts and an easy evaluation of form deviations and defects. Its industrial application, though, is aggravated due to the reflective nature of industrial parts. To investigate surface properties concerning the ability to measure technical surfaces, the interaction between measurement system and measurement object is examined. In the process, the measurement surfaces are characterized as related to their light scattering characteristics. This is done both by means of measurement, as well as by simulation. Based on the characterization, different surface treatment methods are explored for their ability to produce optical cooperative surfaces vis-à-vis structured light projection. Between the surface treatment methods are both layer application and erosive methods. The gained knowledge is field-tested using two measurement examples out of the automotive field. In the first sample application areal measurement points of a gear wheel are filtered based on their respective quality. In the second sample application the use of a near-measurement surface treatment is shown within a demonstrator for the measurement of synchronization sleeves. A specially designed measurement system enables the measurement of the inner bore geometries of the synchronization sleeve from an optimal angle. Die Streifenprojektionstechnik stellt eine flexible Triangulationsmethode dar, um Bauteile schnell zu erfassen und Formabweichungen und Defekte festzustellen. Im industriellen Umfeld wird die flächenhafte Triangulation allerdings durch reflektierende Bauteile erheblich erschwert. Zur Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Oberflächeneigenschaften auf die Messbarkeit technischer Oberflächen, wird die Interaktion zwischen Messsystem und Messobjekt genauer betrachtet. Die Messoberflächen werden dabei hinsichtlich ihres Lichtstreuverhaltens mittels Mess- und Simulationsmethoden charakterisiert. Hierauf aufbauend werden auftragende und abtragende Oberflächenbehandlungsmethoden untersucht, die geeignet sind, optisch kooperative Oberflächen hinsichtlich der Streifenprojektion zu generieren. An zwei Applikationsbeispielen werden die gewonnenen Informationen erprobt: Die Auswertung flächenhafter Geometriedaten von Zahnrädern wird um eine qualitätsbezogene Filterung der Messpunkte erweitert. Dafür werden durch teilungsbezogene Messdatenaufnahmen entstandene Redundanzen ausgenutzt. Im zweiten Applikationsbeispiel wird ein Demonstrator zur Messung von Synchronmuffen entwickelt, der über eine integrierte Oberflächenbehandlungseinheit verfügt. Zusätzlich zur Inline-Generierung optisch kooperativer Oberflächen, verfügt das eigens entwickelte Messsystem über einen Aufbau, der es erlaubt, die Innengeometrien von Synchronmuffen vollständig zu erfassen.